#pragma once

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <mutex>
#include <algorithm>
#include <fstream>
#include <jsoncpp/json/json.h>


#include "../comm/log.hpp"
#include "../comm/util.hpp"
#include "../comm/httplib.h"
#include "oj_model.hpp"  // 文件版
// #include "oj_model2.hpp"    // 数据库版
#include "oj_view.hpp"

namespace ns_control
{
    using namespace std;
    using namespace ns_log;
    using namespace ns_util;
    using namespace ns_model;
    using namespace ns_view;
    using namespace httplib;

    // 提供服务的机器
    struct Machine
    {
        std::string ip;       // 主机ip
        int port;             // 主机端口
        uint64_t load;        // 负载
        std::mutex *mtx;     // mutex禁止拷贝，使用指针

        Machine():ip(""), port(0), load(0), mtx(nullptr)
        {}
        ~Machine()
        {}

        // 提升主机负载
        void IncLoad()
        {
            if(mtx) mtx->lock();
            // 负载加1
            load++;
            if(mtx) mtx->unlock();
        }

        // 减少主机负载
        void DecLoad()
        {
            if(mtx) mtx->lock();
            // 负载减1
            load--;
            if(mtx) mtx->unlock();
        }

        // 负载清零
        void ResetLoad()
        {
            mtx->lock();
            load = 0;
            mtx->unlock();
        }

        // 获取主机负载（这个接口没有多大必要，可以不用）
        uint64_t GetLoad()
        {
            uint64_t _load = 0;
            if(mtx) mtx->lock();
            _load = load;
            if(mtx) mtx->unlock();
            return _load;
        }
    };

    const std::string service_machine = "./conf/service_machine.conf"; 
    // 负载均衡模块
    class LoadBalance
    {
    private:
        // 可以给我们提供编译服务的所有主机
        // 每一台主机都有自己的下标，充当当前主机的id
        std::vector<Machine> machines; // 负载均衡的主机列表
        // 所有在线主机id
        std::vector<int> online; // 在线的主机列表
        // 所有离线主机id
        std::vector<int> offline; // 离线的主机列表
        // 保证LoadBalance线程安全
        std::mutex mtx;
    public:
        LoadBalance()
        {
            assert(LoadConf(service_machine));
            LOG(INFO) << "加载主机配置文件 " << service_machine << " 成功" << "\n";
        }
        ~LoadBalance()
        {}
    public:
        bool LoadConf(const std::string &conf_file)
        {
            // 读取配置文件，加载所有的主机信息
            std::ifstream in(conf_file);
            if(!in.is_open())
            {
                LOG(FATAL) << "加载主机配置文件失败，请检查是否存在配置文件" << "\n";
                return false;
            }
            std::string line;
            while(std::getline(in, line))
            {
                std::vector<std::string> tokens;
                StringUtil::SplitString(line, &tokens, ":");
                if(tokens.size() != 2)
                {
                    LOG(WARNING) << "加载部分主机失败，主机格式错误：" << line << "\n";
                    continue;
                }
                Machine m;
                m.ip = tokens[0];   // 主机ip
                m.port = atoi(tokens[1].c_str()); // 主机端口
                m.load = 0;        // 主机负载
                m.mtx = new std::mutex(); // 主机锁

                online.push_back(machines.size()); // 在线主机id
                machines.push_back(m);
            }
            in.close();
            return true;
        }

        bool SmartChoice(int *id, Machine **m)
        {
            mtx.lock();
            // 负载均衡算法
            // 1. 随机数+hash
            // 2. 轮询+hash
            int online_num = online.size();
            if(online_num == 0)
            {
                mtx.unlock();
                LOG(FATAL) << "所有后端编译主机已经离线，请运维尽快查看" << "\n";
                return false;
            }

            // 遍历，找到负载最小的主机
            *id = online[0]; // 负载最小的主机id
            *m = &machines[online[0]]; // 负载最小的主机对象
            uint64_t min_load = machines[online[0]].load; // 负载最小的主机负载
            for(int i = 1; i < online_num; i++)
            {
                if(machines[online[i]].load < min_load)
                {
                    min_load = machines[online[i]].load;
                    *id = online[i]; // 负载最小的主机id
                    *m = &machines[online[i]]; // 负载最小的主机对象
                }
            }

            mtx.unlock();
            return true;
        }
        
        void OfflineMachine(int id)
        {
            mtx.lock();
            for(auto iter = online.begin(); iter != online.end(); iter++)
            {
                if(*iter == id)
                {
                    // 要离线的主机找到了
                    online.erase(iter); // 在线主机列表删除
                    offline.push_back(id); // 离线主机列表添加
                    break;  // 因为break的存在，所以我们暂时不用考虑迭代器失效的问题
                }
            }
            mtx.unlock();
        }

        void OnlineMachine()
        {
            // 我们统一上线
            mtx.lock();
            online.insert(online.end(), offline.begin(), offline.end());
            offline.erase(offline.begin(), offline.end());
            mtx.unlock();
            LOG(INFO) << "所有的主机又上线了" << "\n";
        }

        // for test
        void ShowMachines()
        {
            mtx.lock();
            std::cout << "在线主机列表：";
            for(auto &id : online)
            {
                std::cout << id << " ";
            }
            std::cout << "\n";
            std::cout << "离线主机列表：";
            for(auto &id : offline)
            {
                std::cout << id << " ";
            } 
            std::cout << "\n";
            mtx.unlock();
        }
    };

    // 这是核心业务逻辑控制器
    class Control
    {
    private:
        Model model_;   // 提供后台数据
        View view_;     // 提供网页渲染功能
        LoadBalance load_balance_; // 核心负载均衡模块
    public:
        Control()
        {}
        ~Control()
        {}
    public:
        void RecoveryMachines()
        {
            load_balance_.OnlineMachine();
        } 
        // 根据题目数据构建网页
        // html: 输出型参数
        bool GetAllQuestions(std::string *html)
        {
            vector<Question> all;
            if(model_.GetAllQuestions(&all))
            {
                sort(all.begin(), all.end(), [](const Question &q1, const Question &q2){
                    return atoi(q1.number.c_str()) < atoi(q2.number.c_str());
                });
                // 获取题目信息成功，将所有的题目数据构建成网页
                view_.AllExpandHtml(all, html);
                return true;
            }
            else
            {
                *html = "获取题目列表失败";
                return false;
            }
        }

        bool OneQuestion(const std::string &number, string *html)
        {
            Question q;
            if(model_.GetOneQuestion(number, &q))
            {
                // 获取题目信息成功，将题目数据构建成网页
                LOG(DEBUG) << "获取题目成功，题目编号：" << number << "\n";
                view_.OneExpandHtml(q, html);
                return true;
            }
            else
            {
                *html = "指定题目：" + number + "不存在";
                return false;
            }
        }

        void Judge(const std::string &number, const std::string &in_json, std::string *out_json)
        {
            // 0. 根据题目编号，获取题目信息
            Question q;
            model_.GetOneQuestion(number, &q);

            // 1. in_json反序列化，得到题目id，得到用户提交的代码
            Json::Reader reader;
            Json::Value in_value;
            reader.parse(in_json, in_value);
            std::string code = in_value["code"].asString(); // 用户提交的代码

            // 2. 重新拼接用户代码+测试用例代码，形成新的代码
            Json::Value compile_value;
            compile_value["input"] = in_value["input"].asString(); // 用户输入
            compile_value["code"] = code + "\n" + q.tail; // 用户代码+测试用例
            compile_value["cpu_limit"] = q.cpu_limit; // cpu限制
            compile_value["mem_limit"] = q.mem_limit; // 内存限制
            Json::FastWriter writer;
            std::string compile_json = writer.write(compile_value); // 序列化
            
            // 3. 选择负载最低的主机（差错处理）
            // 规则：一直选择，直到主机可用，否则，就是全部挂掉
            while(true)
            {
                int id = 0;
                Machine *m = nullptr;
                if(!load_balance_.SmartChoice(&id, &m))
                {
                    // 所有主机都离线了
                    break;
                }
                LOG(INFO) << "选择主机成功，主机id：" << id << " 详情：" << m->ip << ":" << m->port \
                        << " 当前主机的负载是" << m->load << "\n";
                // 4. 发起http请求，得到结果
                Client cli(m->ip.c_str(), m->port);
                m->IncLoad(); // 主机负载加1
                if(auto res = cli.Post("/compile_and_run", compile_json, "application/json;charset=utf-8")) // 失败会返回空
                {
                    // 4.1 请求成功，获取结果
                    if(res->status == 200)
                    {
                        *out_json = res->body; // 获取结果
                        m->DecLoad(); // 主机负载减1
                        LOG(INFO) << "请求成功，主机id：" << id << " 详情：" << m->ip << ":" << m->port << "\n";
                        break;
                    }
                    m->DecLoad(); // 主机负载减1
                }
                else
                {
                    // 4.2 请求失败，主机离线
                    LOG(ERROR) << "当前请求的主机id：" << id << " 详情：" << m->ip << ":" << m->port << " 可能已经离线" << "\n";
                    m->ResetLoad(); // 负载清零
                    load_balance_.OfflineMachine(id);
                    load_balance_.ShowMachines(); // for test
                }
            }
        }
    };
}